目的研究低軌環(huán)境對KS-B高吸收高發(fā)射無機(jī)熱控涂層（簡稱KS-B涂層）性能的影響。方法對KS-B涂層分別進(jìn)行總劑量為3.9×1022 atoms/cm2的原子氧輻照、劑量為5000 ESH的真空-紫外輻照、總注量為9.30×1011p/cm2的真空-質(zhì)子及總注量為1.108×1014e/cm2的真空-電子綜合輻照試驗,分析空間模擬輻照環(huán)境中KS-B涂層太陽吸收比（αS）、半球發(fā)射率（εH）、表面形貌、表面組分含量、質(zhì)量損失率等性能的變化規(guī)律,研究KS-B涂層的耐空間環(huán)境穩(wěn)定性。結(jié)果原子氧暴露后,KS-B涂層太陽吸收比增加0.003,半球發(fā)射率增加0.004;原子氧輻照后,KS-B涂層表面形貌出現(xiàn)了一定程度的糙化,表面Si、O元素含量下降。初始暴露時,KS-B涂層質(zhì)量損失率逐漸提高,最終質(zhì)量損失率為0.96%。真空-紫外輻照后,KS-B涂層太陽吸收比增加0.003,半球發(fā)射率無變化。真空-質(zhì)子及真空-電子輻照前后,KS-B涂層太陽吸收比增加0.001,半球發(fā)射率無變化。結(jié)論經(jīng)歷原子氧、真空-紫外、真空-質(zhì)子及真空-電子模擬輻照后,KS-B涂層的太陽吸收比及半球發(fā)射率變化較小,具有較好的耐... 

【文章來源】：表面技術(shù). 2020,49(12)北大核心EICSCD

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【部分圖文】：

KS-B涂層原子氧輻照前后的發(fā)射率變化光譜圖

圖2 KS-B涂層原子氧輻照前后的發(fā)射率變化光譜圖圖4為硅酸鉀與原子氧輻照前后涂層紅外光譜，1010 cm–1為Si O2膜層中Si—O—Si反對稱伸縮振動峰[15-17]。圖5為KS-B涂層原子氧輻照前后的微觀形貌。相比于輻照前，原子氧輻照后，KS-B涂層表面形貌更為粗糙。其原因可能是原子氧具備一定的動能，在和涂層發(fā)生碰撞時，對涂層表面疏松顆粒及Si O2膜層具有剝蝕作用。表2為KS-B涂層原子氧輻照前后的表面元素含量。從表2中可以看出，其中Cu、Cr等金屬元素含量增加，對應(yīng)的Si、O元素含量減少。據(jù)文獻(xiàn)報道，Si O2是一種常用的防原子氧剝蝕材料，其原子氧剝蝕率小于5×10–27 cm–3/atom[18]，但長期暴露在原子氧環(huán)境中，仍能被原子氧輕微剝蝕，導(dǎo)致涂層表面Si、O元素的降低。KS-B涂層原子氧輻照后，微觀形貌發(fā)生了輕微糙化，表面組分含量變化較小，呈現(xiàn)出了較好的耐原子氧剝蝕性能。

圖4為硅酸鉀與原子氧輻照前后涂層紅外光譜，1010 cm–1為Si O2膜層中Si—O—Si反對稱伸縮振動峰[15-17]。圖5為KS-B涂層原子氧輻照前后的微觀形貌。相比于輻照前，原子氧輻照后，KS-B涂層表面形貌更為粗糙。其原因可能是原子氧具備一定的動能，在和涂層發(fā)生碰撞時，對涂層表面疏松顆粒及Si O2膜層具有剝蝕作用。表2為KS-B涂層原子氧輻照前后的表面元素含量。從表2中可以看出，其中Cu、Cr等金屬元素含量增加，對應(yīng)的Si、O元素含量減少。據(jù)文獻(xiàn)報道，Si O2是一種常用的防原子氧剝蝕材料，其原子氧剝蝕率小于5×10–27 cm–3/atom[18]，但長期暴露在原子氧環(huán)境中，仍能被原子氧輕微剝蝕，導(dǎo)致涂層表面Si、O元素的降低。KS-B涂層原子氧輻照后，微觀形貌發(fā)生了輕微糙化，表面組分含量變化較小，呈現(xiàn)出了較好的耐原子氧剝蝕性能。原子氧輻照對KS-B涂層質(zhì)量損失率的影響如圖6所示。當(dāng)涂層初始暴露在原子氧環(huán)境中時，原子氧對KS-B涂層Si O2膜層輕微地剝蝕，并且KS-B涂層體系內(nèi)少量結(jié)合水以及吸附氣體揮發(fā)，造成涂層質(zhì)量損失增快；當(dāng)原子氧劑量達(dá)到2.6×1021 atoms/cm2時，涂層質(zhì)量趨于穩(wěn)定。整體來看，KS-B涂層的質(zhì)損率較低，在輻照劑量為3.9×1022 atoms/cm2時，質(zhì)量損失率僅為0.96%，具有較好的抗原子氧侵蝕能力。


本文編號：3096714